قبل از دانستن انواع الگوی معماری نرم افزار، درک آن بسیار مهم است. بنابراین، بیایید خیلی سریع درباره آن بخوانیم تا بتوانیم الگوهای معماری نرم افزار را معرفی کنیم.

معماری نرم افزار

معماری نرم افزار طرح اولیه نرم افزارها، ساختار کلی نرم افزار، مجموعه اجزای موجود در آن و نحوه تعامل آنها با یکدیگر در حالی که پیاده سازی را پنهان می کند را نشان می دهد. این به تیم توسعه نرم‌افزار کمک می‌کند تا به وضوح نحوه ساخت نرم‌افزار را بر اساس نیازهای مشتریان، بیان کند.

روش های مختلفی برای سازماندهی اجزا در معماری نرم افزار وجود دارد. و سازماندهی از پیش تعریف شده متفاوت اجزاء در معماری نرم افزار به عنوان الگوهای معماری نرم افزار شناخته می شود. الگوهای زیادی آزمایش شدند. اکثر آنها با موفقیت مشکلات مختلف را حل کرده اند. در هر الگو، اجزا برای حل یک مشکل خاص در معماری نرم افزار به طور متفاوتی سازماندهی می شوند.

 

چند الگوی معماری نرم افزار

امیدوارم که نخواهید با خواندن انواع بی‌پایان الگوهای معماری نرم‌افزار، خود را خسته کنید. به همین دلیل است که در میان چندین الگوی معماری نرم افزار، چند مورد از مهم ترین و رایج ترین الگوها را مشاهده می کنیم.

• الگوی لایه ای
• الگوی کلاینت-سرور
• الگوی رویداد محور
• الگوی ریز هسته
• الگوی میکروسرویس ها

 الگوی لایه ای

همانطور که از نام آن پیداست، مؤلفه‌ها (کد) در این الگو به لایه‌هایی از وظایف فرعی تقسیم می‌شوند و یکی روی دیگری قرار می گیرند.

هر لایه وظایف منحصر به فردی برای انجام دارد و همه لایه ها مستقل از یکدیگر هستند. از آنجایی که هر لایه مستقل است، می‌توان کد داخل یک لایه را بدون تأثیرگذاری بر روی لایه‌های دیگر تغییر داد.

این متداول ترین الگوی مورد استفاده برای طراحی اکثر نرم افزارها است. این لایه با نام معماری N-tier نیز شناخته می شود. اصولاً این الگو دارای 4 لایه است.

1- لایه ارائه (لایه رابط کاربری که در آن داده ها را می بینیم و در برنامه وارد می کنیم.)
2- لایه تجاری (این لایه وظیفه اجرای منطق تجاری را بر اساس درخواست دارد.)
3- لایه کاربردی (این لایه به عنوان یک رسانه برای ارتباط بین “لایه ارائه” و “لایه داده” عمل می کند.)
4- لایه داده (این لایه دارای پایگاه داده ای برای مدیریت داده ها است.)
این الگو مناسب برای  توسعه برنامه های کاربردی وب تجارت الکترونیک مانند آمازون  است.

مزایا

انعطاف پذیری
مقیاس پذیری
نگهداری آسان
قابلیت تست پذیری

معایب

می تواند پیچیده باشد
می تواند منجر به وابستگی بین لایه ها شود

 

الگوی کلاینت-سرور

بله، الگوهای معماری نرم افزار یکی از مهم ترین مفاهیم در مهندسی نرم افزار است. آنها به تیم های توسعه نرم افزار کمک می کنند تا سیستم های پیچیده را به طور موثرتری طراحی و پیاده سازی کنند.

الگوی سرویس گیرنده-سرور یکی از رایج ترین الگوهای معماری نرم افزار است. این الگو سیستم را به دو بخش اصلی تقسیم می کند:

• سرور: مسئول ارائه خدمات به کلاینت ها است.
• کلاینت: مسئول درخواست خدمات از سرور است.

این الگو انعطاف پذیری و مقیاس پذیری بالایی را ارائه می دهد. همچنین، می تواند برای حل طیف وسیعی از مشکلات استفاده شود.

نمونه هایی از نرم افزارهای توسعه یافته در این الگو عبارتند از:

• پست الکترونیک: یک مشتری پست الکترونیک از یک سرور پست الکترونیک برای ارسال یا دریافت پیام های الکترونیکی استفاده می کند.
• WWW: یک مرورگر وب یک مشتری وب است که از یک سرور وب برای دریافت صفحات وب استفاده می کند.
• برنامه های اشتراک گذاری فایل: یک مشتری اشتراک گذاری فایل از یک سرور اشتراک گذاری فایل برای دسترسی به فایل ها استفاده می کند.
• بانکی: یک مشتری بانکی از یک سرور بانکی برای انجام معاملات بانکی استفاده می کند.

این الگو برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به تعامل بین دستگاه های مختلف دارند مناسب است. همچنین، برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به مقیاس پذیری دارند مناسب است.

در اینجا برخی از مزایا و معایب الگوی سرویس گیرنده-سرور آورده شده است:

مزایا:

• انعطاف پذیری
• مقیاس پذیری
• امنیت
• قابلیت اطمینان

معایب:

• پیچیدگی
• تأخیر

انتخاب الگوی مناسب برای یک پروژه نرم افزاری خاص به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله نیازهای مشتری، الزامات فنی و محدودیت های بودجه.

الگوی رویداد محور

الگوی رویداد محور یک رویکرد چابک برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است. در این الگو، اجزای نرم افزار به جای تماس مستقیم با یکدیگر، از رویدادهای انتشار شده برای ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند.

یک رویداد یک تغییر در وضعیت سیستم است که می تواند توسط یک کاربر، یک دستگاه یا یک سیستم دیگر ایجاد شود. اجزای نرم افزاری که علاقه مند به رویداد هستند، می توانند از طریق یک واسط مشترک به آن گوش دهند.

الگوی رویداد محور مزایای زیادی دارد، از جمله:

• انعطاف پذیری: اجزای نرم افزار می توانند بدون نیاز به تغییر یکدیگر، به راحتی اضافه یا حذف شوند.
• مقیاس پذیری: سیستم می تواند به راحتی مقیاس بندی شود تا پاسخگوی افزایش تقاضا باشد.
• قابلیت اطمینان: سیستم می تواند در صورت خرابی یک جزء، همچنان به کار خود ادامه دهد.

الگوی رویداد محور برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به تعامل بین اجزای مختلف دارند مناسب است. همچنین، برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به مقیاس پذیری یا قابلیت اطمینان بالایی دارند مناسب است.

نمونه هایی از نرم افزارهایی که با استفاده از الگوی رویداد محور توسعه یافته اند عبارتند از:

• شبکه های اجتماعی: شبکه های اجتماعی از رویدادهای انتشار شده برای اطلاع رسانی به کاربران در مورد فعالیت های سایر کاربران استفاده می کنند.
• سیستم های تجارت الکترونیک: سیستم های تجارت الکترونیک از رویدادهای انتشار شده برای ردیابی وضعیت سفارشات استفاده می کنند.
• سیستم های نظارت: سیستم های نظارت از رویدادهای انتشار شده برای هشدار در مورد شرایط غیرمعمول استفاده می کنند.

در مورد مثالی که شما ذکر کردید، یک کاربر جدید فرم ثبت نام را در فیس بوک پر می کند و روی دکمه ثبت نام کلیک می کند. این اقدام یک رویداد است که توسط سیستم فیس بوک شناسایی می شود. سیستم فیس بوک سپس یک حساب کاربری جدید برای کاربر ایجاد می کند. این یک واکنش به رویداد است.

به طور کلی، الگوی رویداد محور یک رویکرد قدرتمند برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است. این الگو مزایای زیادی دارد و برای توسعه طیف وسیعی از نرم افزارها مناسب است.

الگوی میکروکرنل

الگوی میکروکرنل(ریز هسته) یک الگو برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است که بر روی تقسیم نرم افزار به اجزای کوچک و مستقل تمرکز دارد.

در این الگو، سیستم اصلی یا هسته نرم افزار، عملکردهای اساسی و حداقلی برنامه را ارائه می دهد. ماژول های پلاگین، عملکردهای اضافی یا سفارشی را ارائه می دهند.

الگوی میکروکرنل مزایای زیادی دارد، از جمله:

• انعطاف پذیری: اجزای نرم افزار می توانند به راحتی اضافه یا حذف شوند، بدون اینکه بر عملکرد سیستم اصلی تأثیر بگذارند.
• مقیاس پذیری: سیستم می تواند به راحتی مقیاس بندی شود تا پاسخگوی افزایش تقاضا باشد.
• قابلیت نگهداری: اجزای نرم افزار می توانند به راحتی نگهداری شوند، زیرا مستقل از یکدیگر هستند.

این الگو برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به انعطاف پذیری، مقیاس پذیری یا قابلیت نگهداری بالایی دارند مناسب است.

نمونه هایی از نرم افزارهایی که با استفاده از الگوی میکروکرنل توسعه یافته اند عبارتند از:

• سیستم عامل ها: سیستم عامل ها از ماژول های پلاگین برای ارائه طیف گسترده ای از ویژگی ها استفاده می کنند.
• مرورگرهای وب: مرورگرهای وب از ماژول های پلاگین برای ارائه پشتیبانی از افزونه ها استفاده می کنند.
• پلتفرم های نرم افزاری: پلتفرم های نرم افزاری از ماژول های پلاگین برای ارائه طیف گسترده ای از ویژگی ها به توسعه دهندگان استفاده می کنند.

در مورد مثالی که ذکر شد، یک برنامه چت می تواند از الگوی میکروکرنل برای اضافه کردن ویژگی های جدید استفاده کند. به عنوان مثال، می توان یک ماژول پلاگین را برای اضافه کردن ویژگی پیام صوتی ایجاد کرد. این ماژول پلاگین می تواند به صورت مستقل از سیستم اصلی توسعه و پیاده سازی شود.

به طور کلی، الگوی میکروکرنل یک رویکرد قدرتمند برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است. این الگو مزایای زیادی دارد و برای توسعه طیف وسیعی از نرم افزارها مناسب است.

چند نکته برای استفاده از الگوی میکروکرنل:

• ماژول های پلاگین باید به طور مستقل از یکدیگر توسعه و پیاده سازی شوند.
• ماژول های پلاگین باید به طور واضح تعریف شوند تا به راحتی قابل استفاده و مدیریت باشند.
• سیستم اصلی باید به گونه ای طراحی شود که بتواند با ماژول های پلاگین مختلف کار کند.

الگوی میکروسرویس‌ها

میکروسرویس یک الگو برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است که بر روی تقسیم نرم افزار به سرویس های کوچک و مستقل تمرکز دارد.

در این الگو، هر سرویس مسئول انجام یک کار خاص است و می تواند به طور مستقل توسعه، آزمایش و پیاده سازی شود.

الگوی میکروسرویس مزایای زیادی دارد، از جمله:

• انعطاف پذیری: اجزای نرم افزار می توانند به راحتی اضافه یا حذف شوند، بدون اینکه بر عملکرد سیستم اصلی تأثیر بگذارند.
• مقیاس پذیری: سیستم می تواند به راحتی مقیاس بندی شود تا پاسخگوی افزایش تقاضا باشد.
• قابلیت نگهداری: اجزای نرم افزار می توانند به راحتی نگهداری شوند، زیرا مستقل از یکدیگر هستند.

الگوی میکروسرویس برای توسعه نرم افزارهایی که نیاز به انعطاف پذیری، مقیاس پذیری یا قابلیت نگهداری بالایی دارند مناسب است.

نمونه هایی از نرم افزارهایی که با استفاده از الگوی میکروسرویس توسعه یافته اند عبارتند از:

• Netflix: Netflix از میکروسرویس ها برای ارائه طیف گسترده ای از خدمات به کاربران خود استفاده می کند.
• Amazon: Amazon از میکروسرویس ها برای ارائه طیف گسترده ای از خدمات به مشتریان خود استفاده می کند.
• Twitter: Twitter از میکروسرویس ها برای ارائه طیف گسترده ای از خدمات به کاربران خود استفاده می کند.

در مورد مثالی که شما ذکر کردید، یک وب سایت تجارت الکترونیکی می تواند از الگوی میکروسرویس برای ارائه طیف گسترده ای از خدمات به مشتریان خود استفاده کند. به عنوان مثال، می توان یک سرویس جداگانه را برای مدیریت محصولات، یک سرویس جداگانه را برای مدیریت سفارشات و یک سرویس جداگانه را برای مدیریت پرداخت ها ایجاد کرد. این سرویس ها می توانند به طور مستقل توسعه و پیاده سازی شوند و می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا یک وب سایت تجارت الکترونیکی کامل ایجاد کنند.

به طور کلی، الگوی میکروسرویس یک رویکرد قدرتمند برای طراحی و پیاده سازی نرم افزار است. این الگو مزایای زیادی دارد و برای توسعه طیف وسیعی از نرم افزارها مناسب است.

چند نکته برای استفاده از الگوی میکروسرویس:

• سرویس ها باید به طور واضح تعریف شوند تا به راحتی قابل استفاده و مدیریت باشند.
• سرویس ها باید به طور سست جفت شوند تا بتوانند به راحتی مقیاس بندی شوند.
• سرویس ها باید مستقل از یکدیگر باشند تا بتوانند به راحتی نگهداری شوند.

 

 

لینکهای مفید:

تفاوت بین سخت افزار و نرم افزار

توسعه نرم افزار چیست؟

انواع توسعه نرم افزار

توسعه وب چیست؟

گروه خودروسازی سایپا